注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
1．在生活中使用传感器已很普遍，试问：
（1）电梯超载时会自动报警。这种报警系统通常采用的是什么传感器？
（2）光电式感烟探测器［简称烟感器，图（a）］由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理探测火灾初期产生的烟雾，并及时发出报警信号。烟感器利用的是什么传感器？ （3）在很多洗手间中都装有自动干手机［图（b）］，洗手后将手靠近，自动干手机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从内部吹出，将湿的手烘干。自动干手机通常采用的是什么传感器？
【答案】（1）压力传感器；（2）光电传感器；（3）红外线传感器
【详解】（1）电梯超载时会自动报警。这种报警系统通常采用的是压力传感器，把压力的变化转变为电流（电压）的变化，当压力达到或超过某一限定值后，触发报警。 （2）烟感器利用的是光电传感器，在正常情况下，受光器件是接收不到发光器件发出的光，因而不产生光电流，在发生火灾时，当烟雾进入检测室时，由于烟雾颗粒的作用，使发光器件发出的光产生漫射，这种漫射光被受光器件接收，使其阻抗发生变化，产生光电流，从而实现烟雾信号转变为电信号的功能，实现报警。 （3）自动干手机通常采用的是红外线传感器，当人手伸到自动干手机下方，发射出去的红外线被手发射回去一部分，并被光敏三极管接收，转化为相应的电信号，再经过处理，触发继电器工作，实现送风的目的。
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2．如图（a）所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图。S为激光源，为光敏电阻（有光照时阻值减小），为定值电阻，a、b之间接示波器。水平传送带匀速前进，产品通过时会挡住激光源发出的光线。示波器显示的电压随时间变化图像如图（b）所示。若计数器电路中的电源电压恒为，电源内阻忽略不计，定值电阻，求：
（1）无光照时光敏电阻的阻值。
（2）有光照时光敏电阻的阻值。
（3）每小时通过的产品个数。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）、两端的电压
结合题意可知，当无光照时光敏电阻的阻值较大，则较大，为，代入数据解得无光照时光敏电阻的阻值
（2）当有光照时光敏电阻的阻值较小，则较小，为，带入数据解得有光照时光敏电阻的阻值
旋转工作台（3）由图（b）可知周期为0.6s，则1小时内通过的产品个数
3．火灾探测器是火灾自动报警系统的触发装置，在发生火情初期通常会出现哪些可被感知的物理量？通过哪些传感器能变成电信号，传输到火灾报警系统，从而起到对火灾预警与监控作用？
【答案】光照强度和温度，光电传感器和温度传感器
【详解】在发生火情初期通常会出现火光则光照强度增加，可使用光电传感器变成电信号，传输到火灾报警系统，从而起到对火灾预警与监控作用。
在发生火情初期通常会出现温度升高，则可以使用温度传感器变成电信号，传输到火灾报警系统，从而起到对火灾预警与监控作用。
电磁炒灶4．在地震、海啸等自然灾难发生后，救援人员必须及时深入灾区，争分夺秒抢救被埋人员。有些救援队借助生命探测仪发现深埋在废墟中的伤员。生命探测仪可能应用了哪种传感器？举例并说明理由。
【答案】红外线传感器
【详解】灾难发生后，伤员被深埋在废墟中，如果借助红外线传感器，可以感知到人与周围环境的差别，并且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以尽快解救活着的被困人员。
5．图为光电式转速表原理图，请说明其工作原理．
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【答案】见解析
【详解】光源1发出的光线经透镜2会聚成平行光束照到被测旋转物3上，光线被事先粘贴在旋转物体上的反光纸4反射回来，经透镜5聚焦落在光敏二极管6上，它产生与转速对应的电脉冲信号，转速快慢不同，接收的脉冲信号数量多少不同，经信号处理电路处理后，由显示器10显示出每分钟或每秒钟的转数即转速。
6．如图（a）所示是反射式光纤位移传感器的工作原理图，由恒定光强的光源发出的光进入入射光纤，并从入射光纤的出射端射向被测物体，使被测物体反射的光部分被接收光纤接收。由图（b）可知，光纤探头的光照与发射光和接收光的重合面积雨水利用系统有关，试讨论光纤探头的光照随物体距离的变化情况。
【答案】见解析
蚊帐 圆顶【详解】当物体距探头越远，即d越大时，入射光锥和接收光锥的重合面积B′越大，因此进入接收光纤的光越多，所以光纤探头的光照随物体距离的增大而增大。
7．有三个失去标记的元件，分别是定值电阻、热敏电阻和光敏电阻．为识别它们，可将这三个元件分别接入如图所示电路中的A、B两点间。用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数变化，这样就可将它们区分开来。请简述其中的原理。
【答案】见详解
【详解】当用墨纸包住元件时，光线被挡住，光敏电阻阻值变化，其它两个电阻阻值不变，所以欧姆表示数变化较大的是光敏电阻，欧姆表示数不变化的是定值电阻和热敏电阻；当把元件放入热水中时，温度升高，热敏电阻阻值变化，其它两个电阻阻值不变，所
以欧姆表的示数变化较大的是热敏电阻，欧姆表示数不变化的是定值电阻和光敏电阻。
8．把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图（a）所示的电路连接，制成光电报警器装置。当报警器有光照射时，蜂鸣器发声；当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声，光敏电阻受到光照后，阻值会变小，干簧管继电器开关由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，如图（b）所示，当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质磁化，两个在磁力作用下，由原来的分离状态变成闭合状态；当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失，在弹力的作用下恢复到分离状态，试说明光电报警器的工作原理。
【答案】见解析
【详解】由图可知，光敏电阻与干簧管外线圈串联，当报警器有光照射时，光敏电阻阻值
减小，根据闭合电路欧姆定律得，电路中电流增大，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质磁化，两个由原来的分离状态变成闭合状态，蜂鸣器所在电路接通，蜂鸣器发声。反之，当没有光照射或光很微弱时，光敏电阻阻值很大，根据闭合电路欧姆定律得，电路中电流很小，干簧管内的两个铁质处于分离状态，连接蜂鸣器的电路断开，蜂鸣器不发声。
9．在工厂生产车间的生产线上安装计数器后，就可以准确得知生产产品的数量，如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。此光电计数器的基本工作原理是什么？
【答案】当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次。
【详解】当光被产品挡住时，R1电阻增大，电路中电流减小，R2两端电压减小，信号处理系统得到低电压，每通过一个产品就获得一次低电压，并计数一次
10．许多会议室和宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器。有一种火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的。如图所示，带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管（也是一种晶体管，有三个电极，当光照强弱变化时，电极间的电阻随之变化）和不透明的挡板。平时，光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。
你能说说类似这种光电式传感器还能在哪些场合应用吗？
【答案】见详解
【详解】（1）工业烟尘浊度监测：烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的，如果烟道浊度增加，光源发出的光被烟尘颗粒的吸收和折射增加，使照射到光电三极管上的光线减少，其电阻变大，与传感器连接的电路检测出这种变化，因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。
（2）条形码扫描笔：当扫描笔头在条形码上移动时，若遇到黑线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光电三极管接收不到反射光，呈高阻抗，处于截止状态，当遇到白间隔时，发光二极管所发出的光线，被反射到光电三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通，整个条形码被扫描过之后，光电三极管将条形码变形一个个电脉冲信号，该信号经放大、整形后便形成脉冲列，再经计算机处理，完成对条形码信息的识别。
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